内容正文:
课时15 固体压强
知识结构导图
1.垂直 垂直
2.压力 受力面积 压力与受力面积 p= 作用效果 帕斯卡
3.(1)增大压力 (2)减小受力面积
(3)减小压力 (4)增大受力面积
实验探究突破
核心考点
【实验结论】
压力大小 受力面积
(1)受力面积 压力
(2)压力 受力面积
针对训练
例题 (1)受力面积越小 (2)AD (3)将瓶内的水倒出一部分,再倒立在海绵上,比较后两次海绵的凹陷程度 (4)压力的大小
高频考点突破
1.
2.B 3.减小 等于 4.B
5.(1)被压下的深浅 不可以
(2)受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)A (4)= (5)没有控制压力的大小相同
6.A 7.D 8.B 9.A
10.增大
11.4 000 2 000
12.1.25×104 1.25×104 变大
13.解:(1)谢宝金和发电机的总重力G=mg=132 kg×10 N/kg=1 320 N
(2)谢宝金携带发电机站立时对地面的压强p====3.3×104 Pa
14.D
学科网(北京)股份有限公司
$
课时15 固体压强
课标要求
1.通过实验,理解压强的概念。
2.能用压强公式进行简单计算。
3.知道日常生活中增大和减小压强的方法。
解题指引
实验探究突破
实验15 探究影响压力作用效果的因素
核心考点
【设计和进行实验】
1.实验器材
形变显著的物体(如海绵、沙子、橡皮泥等)、小桌、砝码。
2.实验步骤
第1步:在海绵上放一个小桌,观察图甲所示海绵被压陷的深浅;
第2步:在小桌子上方放一个砝码,再次观察海绵的凹陷深度,如图乙;
第3步:将小桌子倒置过来,桌面和海绵接触,放上砝码,然后再次观察海绵的凹陷深度,如图丙。
【分析与论证】
1.甲、乙图中的受力面积相同,乙图中压力大于甲,乙图中海绵的凹陷程度大于甲,故可以得出结论:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
2.乙、丙两图中,压力大小相同,但是丙图中受力面积大,海绵的凹陷程度小一些,故可以得出结论:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【实验结论】
压力的作用效果与 和 有关:
(1)当 一定时, 越大,则压力的作用效果越明显;
(2)当 一定时, 越小,则压力的作用效果越明显。
【实验方法】
1.控制变量法
(1)探究压力的作用效果与受力面积的关系:控制压力大小相等,改变受力面积大小,观察被压物体的形变程度。
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系:控制受力面积相等,改变压力的大小,观察被压物体的形变程度。
2.转换法
实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
【交流与讨论】
1.实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变,实验现象明显,而木板不易发生形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
2.实验中若压力大小、受力面积都不同,则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。例如:将物体沿着竖直方向切割成大小不等的两块(如图),每一块对海绵的压力作用效果都不变,这样不能得到压力的作用效果与受力面积(或压力大小)无关的结论。
3.物理学中,为了比较压力的作用效果,引入压强这一物理概念。压强是表示压力作用效果的物理量,压力的作用效果越明显,则压强越大。
针对训练
例题 老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。
(1)小顺找到的器材有:电子秤、海绵、两个相同的矿泉水瓶、刻度尺及一大杯水。他利用电子秤测量,将两个瓶子装入相同质量的水,如甲图所示,分别正立和倒立放在海绵上。可得出结论:压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
(2)以下实例中应用到该结论的有 (选填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)利用现有器材,小顺想探究压力的作用效果与压力大小的关系,他接下来的操作是 。
(4)小芃找到的器材有:海绵、一块质地均匀的方形木块和刻度尺。实验时小芃将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如乙图所示,测量发现泡沫的凹陷程度相同,他由此得出错误的结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是没有控制 (选填“压力的大小”“受力面积”或“压力的作用效果”)相同。
高频考点突破
考
点
1
压力和压强
1.(2026·黑龙江绥化)如图,请在图中画出物体A对竖直墙面的压力的示意图。
2.(2026·辽宁)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是( )
A.增大压强 B.减小压强
C.增大压力 D.减小压力
3.(2026·甘肃)救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了 (选填“增大”或“减小”)人对冰面的压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力。
4.如图,水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70 kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50 kg,却深陷雪地。下列说法正确的是( )
A.小明深陷雪地说明他对雪地的压力比芳芳大
B.小明深陷雪地说明他对雪地的压强比芳芳大
C.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
D.如果小明穿上和芳芳一样的雪橇,那么他俩对雪地的压强一样大
5.(2025·黑龙江齐齐哈尔)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是 ;
A.书包的背带做得很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 p2(选填“<”“=”或“>”);
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
考点知识链接
1.压力
定义
物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫作压力
三要素
作用点
在受力物体表面
方向
垂直物体表面并指向物体内部
大小
当物体静止在水平面上时,压力大小等于重力
作用效果
跟压力和受力面积大小有关
2.探究压力的效果
(1)实验中要探究压力的作用效果与压力和受力面积的关系,采用控制变量法来完成实验。压力的作用效果在实验中通过受压面的凹陷程度来加以转化,便于观察,因此受压面必须选用容易发生形变的材料;
(2)压强大小与受力面积有关,而压力大小与受力面积无关。
考
点
2
压强公式应用
6.(2026·云南)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.安全锤的锤
头做得很尖 B.背包的背带
做得较宽 C.眼镜架上
装有鼻托 D.铁轨铺在
枕木上
7.(2026·广东广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“kg/cm2”,表示1 cm2的受力面积上,所受的压力大小相当于1 kg物体的重力大小。若g取10 N/kg,则1 kg/cm2相当于( )
A.1×102 Pa B.1×103 Pa
C.1×104 Pa D.1×105 Pa
8.(2026·黑龙江)如图甲所示,将一个每个面粗糙程度均相同的长方体铁块分别平放、立放在水平桌面上,它对桌面的压强分别是p1和p2。如图乙所示,用水平推力推动它在桌面上匀速直线运动时,推力大小分别为F1和F2。下列关于压强和推力的关系正确的是( )
A.p1=p2 F1>F2 B.p1<p2 F1=F2 C.p1<p2 F1>F2 D.p1=p2 F1=F2
9.(2026·广东广州二模)质量分布均匀的立方体静置在水平地面上。若沿下图中虚线方向将其分割成体积相等的a和b两部分,并取走a部分。剩下的b部分未倾倒,其对地面产生的压强分别是p1、p2、p3和p4,它们之间的大小关系正确的是( )
A.p4>p1>p2=p3 B.p4>p1>p3>p2
C.p4>p1=p2=p3 D.p4>p1=p2>p3
10.(2025·贵州)如图所示,安装在雪龙2号极地考察船船头底部的破冰艏(shǒu)是我国南极科考时的破冰利器,它犹如一把利刃,能 (选填“增大”或“减小”)对冰层的压强实现破冰。
考点知识链接
1.固体压强
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。
(2)定义式:p=。
(3)单位:(Pa),1 Pa=1 N/m2。
2.改变压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力、减小受力面积。例如:压路机的轮子一般做得很重、锋利的刀口容易切东西。
(2)减小压强的方法:减小压力、增大受力面积。例如:坦克上的履带。
1.压强p的大小决定于压力F和受力面积S两个因素。判断压强的大小时,要同时考虑压力和受力面积两个因素,而不能只考虑其中一个因素。
2.公式中的受力面积是指两个物体发生相互作用时的实际接触面积,而不一定是施压物体的底面积或受力物体的表面积。
考
点
3
压强公式计算
11.(2026·四川广安)如图所示,水平面上放一个质量为400 kg,底面积为 2 m2的物体,物体受到的重力为 N,物体对水平面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
12.少林功夫驰名中外,一武术爱好者以图中所示的姿势练功时,如果他的体重为500 N,单只脚与地面的接触面积为2×10-2 m2,他双脚站立时对水平地面的压强为 Pa,则其中的一只脚对地面的压强为 Pa,他走路时对水平地面的压强相比双脚站立时 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.(2026·吉林)图是为了纪念老红军谢宝金携带一台较重的发电机完成长征而立的铜像。若谢宝金和发电机的总质量是132 kg,站立时与地面接触的总面积为0.04 m2。求:
(1)谢宝金和发电机的总重力(g取10 N/kg);
(2)谢宝金携带发电机站立时对地面的压强。
考点知识链接
利用压强公式p=进行计算时要注意:
(1)物体在水平面上时,压力F=G=mg;
(2)受力面积S要看清楚是总面积还是一个面积,如果是一个面积时还要看清楚有几个脚或几个轮等;
(3)要注意受力面积S的单位只能是m2。
省考新趋演练
14.(2025·重庆)地质队获得了一段地质样品,由底面积分别为300 cm2和240 cm2的圆柱体A、B组成。经测量,A高10 cm。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.圆柱体A的密度大小为2.5 g/cm3
B.切割前,A对传感器的压力为72 N
C.当h=2 cm时,圆柱体B剩余部分对A的压强为600 Pa
D.当h=2 cm时,剩余样品与切割前的总重之比为13∶15
学科网(北京)股份有限公司
$